Принципы построения информационно-измерительных систем состояния поверхностных, грунтовых и сточных вод автоматизированной системы экологического мониторинга: на примере Самарской области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, доктор технических наук Павловский, Василий Алексеевич

• Павловский, Василий Алексеевич
• доктор технических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор технических наук Павловский, Василий Алексеевич

Введение.

Принципы построения обобщенной региональной сис

1. темы экомониторинга

1.1 .Структура обобщенной системы экомониторинга.

1.2. Интеграция технологий автоматизированных информа- 29 ционных систем при построении АСЭМ

1.3. Системные требования к ИИС контроля параметров 38 водной среды. Поверхностные, грунтовые и сточные воды как объект исследований

1.4. Анализ существующих способов реализации техниче- 50 ских средств экологического мониторинга водной среды

Выводы.

2. Анализ объекта исследований

2.1. Водные ресурсы Самарской области

2.2. Влияние антропогенной нагрузки на качество водных ресурсов и тенденция ее развития

2.2.1. Характеристика поверхностных вод

2.2.2. Характеристика подземных вод

2.3. Базовая программа сопряженного экологического мо- 100 ниторинга водной среды Самарской области

2.4. Показатели качества природных вод и их количествен- 106 ная оценка

2.5. Периодичность измерений параметров водной среды

2.6. Анализ методов определения показателей качества и 124 химического состава природных вод

Выводы.

3. ИИС оперативного контроля параметров водной среды

3.1. Контроль динамики факела сточных вод.

3.2 Контроль вертикальной стратификации загрязнений

3.3. Векторные измерения в зоне загрязнений

3.4. Контроль за общим стоком загрязненных вод

3.5. Контроль уровня донных осадков "в точке"

3.6. Контроль вариаций уровня осадков "на площади"

3.7. Определение способности водоема к самоочищению 169 Выводы.

4. Повышение эффективности работы ИИС оперативного контроля параметров водной среды

4.1. Улучшение метрологических характеристик ИИС контроля параметров водной среды

4.2. Оптимизация датчиков электрического поля

4.3. Экспериментальное подтверждение результатов исследований ИИС контроля параметров водной среды

4.3.1. Многофункциональный измерительный модуль автоматической донной станции экологического контроля параметров водной среды

4.3.2. ИИС определения способности водоема к самоочищению

Выводы.

5. Концепция построения автоматизированной системы экомониторинга поверхностных, подземных и сточных вод региона

5.1 Характеристика целей и задач различных элементов иерархической структуры АСЭМ

5.2 Разработка топологии территориального размещения региональной АСЭМ

5.3. Методология топологической оптимизации АСЭМ

Выводы

6. Математическое моделирование водной системы региона

6.1. Методы моделирования и прогнозирования загрязнений природных вод

6.2. Разработка обобщенной имитационной модели процесса переноса загрязняющих веществ в акватории Саратовского водохранилища

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Принципы построения информационно-измерительных систем состояния поверхностных, грунтовых и сточных вод автоматизированной системы экологического мониторинга: на примере Самарской области»

Переход России на модель устойчивого развития является основным направлением государственной стратегии действий Российской Федерации в области охраны окружающей среды с учетом рекомендаций ООН (Рио-де-Жанейро).

В состав целевых параметров устойчивого развития, включающих в себя социальную, экономическую и экологическую компоненты, должны быть включены макропоказатели, характеризующие состояние природной среды и ее изменения под влиянием антропогенных факторов. В связи с этим одним из важнейших направлений достижения сбалансированного развития является получение объективной информации о состоянии окружающей среды.

Одной из основных проблем России, препятствующих планомерному и скоординированному сбору и оценке экологической информации, является ее ведомственная разобщенность, разнородность, аппаратно-программная несовместимость различных систем сбора и наблюдения за состоянием окружающей природной среды.

Для интеграции существующих в России служб наблюдения за состоянием окружающей среды (включая службы наблюдения Роскомги-дромета, Роскомвода, Роскомзема, Роскомнедра, ряда других министерств и ведомств, а также их методологического, метрологического и информационного сопряжения, Правительством России в 1993 году принято Постановление "О создании Единой государственной системы экологического мониторинга России".

Цель создания ЕГСЭМ - информационное обеспечение управления в области охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов, обеспечения экологически безопасного устойчивого развития страны и ее регионов.

ЕГСЭМ представляет собой организационно и технически оформленную государственную информационную макросистему наблюдений, оценки состояния окружающей природной среды и прогнозирования ее изменений под влиянием антропогенных и природных факторов.

ЕГСЭМ функционирует на двух основных уровнях: федеральном и субъектов Российской Федерации; организационно и функционально она строится по сотовому принципу, который обеспечивает самостоятельность действий отдельных структурных элементов макросистемы и позволяет объединить все эти элементы в единую макросистему.

Понимая важность решения экологических проблем, администрация Самарской области и Государственный комитет по охране окружающей среды Самарской области поставили задачу создания региональной автоматизированной системы экологического мониторинга (РСЭМ), базирующейся на наземных средствах получения экологической информации, которая позволила бы оперативно получать данные о состоянии атмосферы, воды и почвы, совместно их обрабатывать, осуществлять прогнозирование возникновения и развития экологических ситуаций, а также формировать рекомендации по управлению экологической обстановкой.

Региональная СЭМ должна тесно взаимодействовать с ЕГСЭМ РФ, являясь элементом структуры последней.

Для решения поставленной задачи была разработана концепция, согласно которой региональная СЭМ должна состоять из подсистем сбора информации о состоянии атмосферы (выбросы и фоновые загрязнения), состояния воды в реках и водоемах (сбросы и фоновые загрязнения), состояния почв, медицинского мониторинга, а также подсистем хранения, анализа и представления экологической информации.

Основными задачами, решаемыми РСЭМ, являются:

• регулярное и оперативное получение информации о состоянии окружающей среды с помощью автоматизированных систем (стационарных и мобильных);

• оперативный анализ получаемых данных для своевременного обнаружения неблагополучных и аварийных ситуаций;

• систематизация, хранение и обновление информации для прогнозирования экологической обстановки и выработки рекомендаций для принятия эффективных управленческих решений;

• представление экологической информации.

Таким образом, концептуальные основы РСЭМ в настоящее время уже достаточно проработаны, и основная сложность сегодня заключается не в их формулировании, а в конкретной реализации.

Актуальность темы. В составе системы экологического мониторинга региона, осуществляющей мониторинг всех сред обитания живых организмов, естественно выделить, и выделяют подсистемы сбора информации о состоянии атмосферы, состоянии воды в реках и водоемах, состоянии почв, медицинский мониторинг и т.д.

Отличительная особенность нашей планеты - вода. Семьдесят процентов земной поверхности занято водой. Жизнь на нашей планете зародилась в воде, не случайно поэтому кровь животных и человека близка по составу к морской воде. Воду пьют, и она участвует на клеточном уровне любого организма в тончайших процессах жизни. Жизнь без нее на Земле невозможна. Но 97% всех земных вод - соленые, и только 3 процента земной воды - пресная вода, причем две трети ее заморожено в Арктике и Антарктике. Таким образом, пресной воды на все нужды человечества остается только один процент. Долгое время этой воды хватало. Но растущее человеческое хозяйство Земли требует воды все больше и больше. Львиную долю ее потребляют аграрное хозяйство, промышленность, коммунальные нужды. Хуже всего то, что после использования человек возвращает в природу загрязненную воду. Она еще годится на технологические процессы, но жизнь в ней бедна или вовсе отсутствует, а для питья текущие воды даже при очень дорогой и громоздкой очистке во многих местах уже не пригодны. И уже сегодня пресной воды начинает катастрофически не хватать.

Восемьдесят стран мира уже испытывают острый недостаток воды. Десять миллионов людей на земле ежегодно умирают от загрязненной воды. К пятидесятому году грядущего тысячелетия треть человечества будет испытывать жажду еще более нестерпимую, чем голод. Прогнозируют войны из-за воды.

Проблема недостатка чистой воды уже в полной мере захватывает и Поволжье. К сожалению, ни одна область и республика Поволжья не обеспечивается в течение года питьевой водой, качество которой отвечало бы по физико-химическим и микробиологическим показателям требованиям ГОСТа 2874-82 "Вода питьевая".

На сегодняшний день, по данным органов здравоохранения, 30% заболеваний населения Волжского бассейна инициировано загрязнением питьевой воды [1]. Идет рост заболеваемости крови и кроветворных органов, болезней мочеполовой, эндокринной и костно-мышечной систем, нарушений обмена, болезней нервной системы, органов чувств, рост психических расстройств, новообразований, врожденных аномалий и т.д. Все это требует повышенного внимания к вопросам охраны и рационального использования водных ресурсов.

Во всем мире сейчас широко внедряется управление водными ресурсами, их количеством и качеством, но в целом принимаемые меры, особенно контроль качества, до сих пор не обеспечивают желаемой эффективности.

Сама по себе система экологического мониторинга, решающая в первую очередь задачи наблюдения, анализа и прогноза состояния природной среды, не может улучшить экологическую обстановку. Пути такого улучшения известны: переход предприятий на экологически безопасные и безотходные технологии, сокращение объемов выбросов в атмосферу и сбросов в водные объекты, уменьшение токсичности выхлопных газов автомобильного транспорта и др. Претворение в жизнь этих и им подобных мероприятий требует значительных финансовых затрат, согласованных действий местных властей, ведомств, предприятий. Основой таких действий должны быть обоснованные управленческие решения руководителей различного уровня.

Качество окружающей среды той или иной территории (региона -республики, области, города, промзоны и т.п.) можно рассматривать как сложный многосвязный объект, состояние которого зависит от многих стационарных и переменных факторов: климата, рельефа местности, гидрометеорологических параметров, источников загрязнений, работы очистных сооружений и др., причем ряд факторов являются управляемыми, а ряд - нет. Строгого математического описания качества окружающей среды территории как объекта управления не существует. Прямое управление сложным нелинейным многосвязным объектом, не имеющим математического описания, невозможно. Для осуществления управления систему необходимо замкнуть обратной связью. Этим целям и должна служить региональная система экологического мониторинга РСЭМ.

Из теории автоматического управления известно, что качество управления сложным объектом зависит от времени запаздывания измерительных элементов в цепи обратной связи. Чем больше время запаздывания, тем хуже качество управления, вплоть до неустойчивости системы и ее неуправляемости.

Для обеспечения управляемости системы при дискретном управлении, к которому относится управление экологической обстановкой, необходимо, чтобы измерительные звенья системы выдавали информацию в реальном масштабе времени.

Существующие в регионах, и в том числе в Самарской области, информационно-аналитические сети мониторинга загрязнений окружающей среды не обеспечивают получения и выдачи информации в указанном режиме, так как базируются, в основном, на периодическом (сравнительно редком) отборе проб с последующим их анализом в лабораториях; это приводит к запаздыванию в выдаче информации, измеряемом сутками, а иногда и неделями. Полученные результаты в этом случае имеют значимость как приобретенный опыт или информация для разработки каких-либо мероприятий на перспективу. Такая диагностика может квалифицироваться как режимно-прогностическая диагностика, диагностика-постфактум. При ней отсутствует возможность своевременной регистрации аварийной ситуации, что исключает оперативное (активное) прогнозирование последствий аварии.

Для обеспечения измерений в реальном масштабе времени и, соответственно, для обеспечения возможностей более эффективного управления состоянием окружающей среды, необходимо создание и внедрение автоматизированных систем экологического мониторинга (АСЭМ), основанных на использовании современных технических средств получения, пере дачи и обработки информации.

В автоматизированных СЭМ все большее распространение получают экспресс-методы диагностики качества воды на базе приборов, измеряющих состав и свойства воды в проточном режиме, т.е. без взятия проб. Экспрессный режим основан на применении микропроцессорной и компьютерной техники, позволяющей получать результаты измерений параметров воды в момент ее прохождения через точку контроля, а следовательно столь же оперативно прогнозировать последствия и принимать управленческие решения. Подобный режим работы можно квалифицировать как оперативно-режимную диагностику с активным прогнозированием.

Анализ научных и реферативно-информационных публикаций показал, что такие ведущие в водной проблематике научные организации, как Институт водных проблем РАН (г.Москва), Гидрохимический институт (г.Ростов-на-Дону), Государственный гидрологический институт (г.Санкт-Петербург), Российский институт водного хозяйства (г.Екатеринбург) и др., в недостаточной мере занимаются вопросами методологии мониторинга вообще, и автоматизированного мониторинга, в частности.

Известны методологические работы по эколого-биосферному мониторингу Института водных проблем РАН (г.Москва) и Биосферной станции (г.Пущино) по программе ЮНЕСКО "Человек и биосфера" и их совместная разработка по структурно-пространственной и функциональной организации регионального экологического мониторинга на примере Верхнеокского бассейна. К сожалению, проблематика мониторинга качества вод в этих работах практически не затронута, и по сути дела отдана "на откуп" сложившейся системе только контрольного мониторинга.

Таким образом, разработка и создание методического, аппаратурного и программного обеспечения автоматизированной СЭМ трех водных подсистем - поверхностных вод суши, сточных и подземных вод, -которая обеспечивала бы реализацию ряда экологически важных возможностей, наиболее существенные из которых:

• возможность контроля качества воды (биологического и потребительского) водного объекта, используемого для конкретных целей водопользования в соответствии с многочисленными нормативно-регламентирующими документами;

• возможность оценки выноса загрязняющих веществ через базисный замыкающий створ и привноса через входной фоновый створ;

• возможность оценки выноса загрязняющих веществ с поверхностным талым и дождевым стоком с площади водосбора или питания водоисточника;

• возможность установления главных закономерностей процессов естественного самоочищения;

• возможность изучения процессов накопления загрязняющих веществ в донных отложениях и степени их влияния на качество воды;

• возможность составления баланса химических веществ во времени и пространстве является актуальной научно-технической проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.

Обоснование подхода к решению задачи.

Учитывая большой объем и разнородность экологической информации, техническую, технологическую и алгоритмическую сложность решаемых РСЭМ задач, а также необходимость получения комплексных оценок экологической ситуации в регионе, естественно считать, что реализация системы должна быть основана на внедрении современных средств контроля, объединенных единым информационным пространством. Другими словами, система экологического мониторинга должна строиться как интегрированная информационная система.

Интеграция здесь означает, что помимо большого набора типов данных и технологий, при разработке РСЭМ должны быть выработаны и выдержаны некие концепция и методология, оптимально объединяющие это разнообразие данных и технологий, так что в результате система приобретает новое качество, не сводимое к сумме различных методов и технологий. Идея интеграции должна быть становым хребтом разработки системы экологического мониторинга региона.

Современные тенденции создания интегрированных автоматизированных систем (к которым мы отнесем и системы экологического мониторинга), включают разные аспекты интеграции - интеграцию данных, интеграцию технологий и интеграцию технических средств [2].

Интеграция данных заключается в применении системного подхода к проектированию моделей данных, создании некоей универсальной информационной модели и соответствующих протоколов обмена данными.

Интеграция технологий в информационных системах подразумевает получение оптимальных технологических решений обработки информации на основе известных методов и разработки новых, ранее не встречавшихся технологий.

Интеграция технических средств в настоящее время выражается в создании распределенных систем обработки, применении концепций "открытых систем" и современных методов проектирования систем на основе CASE-технологий (Computer Aided System Engineering).

Таким образом, определение основополагающих принципов функционирования системы, достижение ее целостности, оптимизация структуры должны выполняться на основе методов системного анализа.

На протяжении ряда лет по решению администрации Самарской области и Государственного комитета по охране окружающей среды Самарской области Поволжским отделением Инженерной академии РФ совместно с такими организациями, как научно-производственный центр "ПАЛС", СамГТУ и др. проводятся работы по реализации целевой комплексной программы создания в Самарской области региональной автоматизированной системы экологического мониторинга водной среды, являющейся составной частью ЕГСЭМ.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с Комплексной программой АН СССР, Минэлектронпрома СССР и Минвуза РСФСР "Повышение эффективности применения вычислительной техники в научных исследованиях, производстве и учебном процессе" на 1986-1989 гг. (основание - Приказ Минвуза РСФСР от 26.12.85 № 810); с целевой подпрограммой "Автоматизированные системы научных исследований" республиканской НТП "Информатизация образования и науки РСФСР" (основание - Приказ ГК по делам науки и высшей школы от 11.03.91 № 185; Приказ Министерства науки, высшей школы и технической политики от 14.02.92 № 181-Ф); с целевой подпрограммой "Автоматизированные системы научных исследований" межвузовской программы "Перспективные информационные технологии в высшей школе" на 1992-97 гг. (основание - Постановление № 10 Комитета по высшей школе Министерства науки от 23.03.92; Приказ № 438 Комитета по высшей школе Министерства высшей школы и технической политики от 08.07.92).

Цель работы и основные задачи исследований. Целью работы является разработка научно обоснованных методических и технических решений по разработке принципов построения ИИС состояния поверхностных, грунтовых и сточных вод автоматизированной системы эко-мониторинга региона.

Для достижения указанной цели был поставлен и решен комплекс задач:

• анализ научно-технической проблемы создания автоматизированной системы экомониторинга водных ресурсов региона, предназначенной: для наблюдений за естественным составом и загрязнением поверхностных вод в пределах всей акватории; для контроля качества грунтовых вод, контроля качества воды на водозаборах и контроля сточных вод в местах их сброса; для контроля трансграничного переноса токсикантов по реке между субъектами федерации; непрерывного контроля, оперативного обнаружения сверхвысоких загрязнений водной среды в результате аварийных выбросов загрязняющих веществ и контроля развития ситуации; определения интенсивности осадконакопле-ния, контроля способности водоема к самоочищению в режиме реального времени;

• разработка обобщенной модели системы экомониторинга с целью выработки единого системного подхода к анализу и синтезу как различных подсистем АСЭМ, так и процессов преобразования информации;

• разработка принципов построения измерительно-аналитической аппаратуры АСЭМ, обеспечивающих интеграцию входящих в нее элементов и подсистем;

• разработка принципов и методики определения необходимого и достаточного перечня наиболее значимых для региона параметров и загрязнителей водной среды, подлежащих первоочередному контролю;

• разработка принципов и методики определения периодичности измерений и контроля различных параметров экосистем средствами АСЭМ;

• разработка системы критериев и методики выбора методов анализа, которые можно использовать при проведении автоматизированного экомониторинга природных вод конкретного региона;

• разработка системы приоритетов, которые необходимо учитывать при определении количества и территориального размещения элементов информационно-аналитической сети АСЭМ, и методики оптимального их размещения по территории региона;

• разработка пространственной структуры имитационной модели процесса переноса загрязняющих веществ по акватории Саратовского водохранилища, схемы функционирования и самой обобщенной модели переноса загрязнителей;

• разработка теоретических основ эффективного контроля загрязнений водной среды в результате аварийных выбросов загрязняющих веществ и контроля развития ситуации; определения интенсивности осадконакопления, контроля способности водоема к самоочищению;

• создание ИИС оперативного контроля загрязнений водной среды в результате аварийных выбросов и способности водоема к самоочищению на основе разработанных методов и внедрение их в практику экомониторинга.

Методы исследований. В процессе работы над диссертацией теоретические и экспериментальные исследования были тесно взаимосвязаны. Параллельно с разработкой измерительных систем проводилась экспериментальная проверка и отрабатывалась методика проектирования. При решении поставленных задач использовались методы векторного анализа, теория графов, теория электромагнитного поля, аппарат численного интегрирования и решения дифференциальных уравнений.

Достоверность полученных результатов подтверждена расчетами, экспериментальными исследованиями как отдельных узлов, так и систем в целом, испытаниями и эксплуатацией разработанных систем.

Научная новизна работы заключается в разработке и исследовании перспективных методов контроля динамики сточных вод и способности водоема к самоочищению, способов повышения метрологической надежности первичных преобразователей, разработке практических методик определения состава контролируемых параметров, периодичности контроля, выбора метода измерения, в разработке методов оптимального размещения ИИС на местности, разработке имитационной модели распространения загрязнителей по акватории Саратовского водохранилища.

Основными научными результатами, полученными в работе, являются:

• теоретический и экспериментальный анализ возможностей кон-дуктометрических измерений при контроле динамики загрязнений природных вод и накопления донных осадков;

• теоретический и экспериментальный анализ вертикального распределения окислительно-восстановительного потенциала донных осадков при определении способности водоема к самоочищению;

• теоретический и экспериментальный анализ кондуктометриче-ских преобразователей с выносом и фокусировкой чувствительной зоны, инвариантных к загрязнениям межэлектродной зоны, разработка критерия оптимизации преобразователей;

• разработанные практические методики определения состава контролируемых параметров, периодичности контроля, выбора метода измерения, оптимального размещения ИИС на местности;

• математическая модель распространения загрязнителей по акватории Саратовского водохранилища.

Практическую ценность работы составляют:

• созданный многофункциональный измерительный модуль автоматической донной станции экологического контроля, позволяющий измерять непосредственно на дне водоема удельную электрическую проводимости воды "в точке" с помощью локального датчика электропроводности, вариации удельной электрической проводимости воды "в объеме" с помощью распределенного датчика электропроводности, а также водородный показатель рН, окислительно-восстановительный потенциал Eh, концентрацию растворенного кислорода, температуру;

• созданная ИИС определения способности водоема к самоочищению, позволяющая определять на "месте" уровень нарастающего загрязнения водоема;

• созданный первичный преобразователь электропроводности с выносом и фокусировкой чувствительной зоны;

• комплекс лабораторных работ по дисциплинам "Информационно-измерительные системы", "Автоматизация экспериментальных исследований" для студентов специальности "Информационно-измерительная техника и технологии", поставленный на базе программно-аппаратных средств ИИС определения способности водоема к самоочищению.

Реализация результатов работы осуществлена внедрением многофункционального измерительного модуля автоматической донной станции экологического контроля параметров водной среды в опытную эксплуатацию на насосно-фильтровальной станции НФС-2 (г.Самара) для входного контроля качества воды при ее заборе.

Многофункциональный измерительный модуль автоматической донной станции используется в системе контроля качества воды на насосно-фильтровальной станции г.Волгодонска.

ИИС определения способности водоемов к самоочищению используется в составе контрольно-измерительной аппаратуры системы биологической очистки сточных вод АО АВТОВАЗ.

Результаты работы используются в учебном процессе СамГТУ при выполнении цикла лабораторных работ по дисциплинам "Информационно-измерительные системы", "Автоматизация экспериментальных исследований", при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 17 научных конференциях и совещаниях, в том числе на Всероссийской конференции "Устойчивое развитие в России. Конструктивные предложения", Тольятти, ИЭВБ РАН, 1995; на 9-ой Всероссийской НТК с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления", Москва, МГИЭМ, 1997; на Всероссийской НТК "Новые методы, технические средства и технологии получения измерительной информации", Уфа, УГАТУ, 1997; на Международной НТК "Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем", Пенза, ПГТУ, 1998; на Всероссийской НТК "Измерительные преобразователи и информационные технологии", Уфа, УГАТУ, 1999; на Международной НТК "Надежность и качество в промышленности, энергетике и на транспорте", Самара, СамГТУ, 1999 г. Материалы завершенной диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции "Методы и средства измерений в системах контроля и управления", Пенза, ПГТУ, 1999 г., на 6-ой Всероссийской конференции "Состояние и проблемы измерений", Москва, МВТУ, 1999 г.

Публикации. По результатам исследований и разработок опубликовано 47 печатных работ, в том числе одна монография.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 378 странице текста, 70 рисунках, 6 таблицах. Список источников литературы включает 212 наименований.

Заключение диссертации по теме «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)», Павловский, Василий Алексеевич

Выводы

1. На основании проведенного анализа методов моделирования и моделей, применяемых в экологических исследованиях, показано, что не существует единой, универсальной, пригодной для всех случаев модели загрязнения поверхностных вод. Выбор конкретного вида модели в основном определяется типом водного объекта, целями моделирования и характером источников загрязнения. Аналитические модели, как правило, имеют сравнительно низкую точность, что позволяет оценить состояние элементов экосистемы иногда лишь на качественном уровне. Большую гибкость и свободу в способах описания природных зависимостей, за счет отказа от общности и теоретической разработанности математических моделей в виде систем дифференциальных уравнений, предполагает путь имитационного моделирования.

2. Проанализированы специфические особенности участка Саратовского водохранилища, находящегося в пределах Самарской области, как объекта для имитационного моделирования процессов переноса загрязняющих веществ. Обоснован вывод о необходимости разработки для каждого из возможных загрязнителей своей, особенной, модели его распространения по акватории водохранилища.

3. Разработана пространственная структура имитационной модели в виде ориентированного графа ЦФ,^), где Ф - множество всех ячеек экосистемы, ¥ - отношение соседства ячеек. Разработаны схема функционирования модели, основанная на независимом протекании процессов преобразования во всех ячейках, и обобщенная имитационная модель, позволяющая проследить процессы переноса загрязняющих веществ в акватории Саратовского водохранилища.

Преимущества такой модели заключаются в том, что разбиение акватории водного объекта на ячейки может вестись с различной степенью детализации, учитывающей специфические гидрологические особенности отдельных ячеек. Возможности этой модели могут быть расширены аналитическим моделированием в пределах отдельной ячейки физических, химических и биологических процессов загрязнения и самоочищения вод.

Заключение

В диссертационной работе разработаны научно обоснованные методические и технические решения по созданию региональной автоматизированной системы экологического мониторинга природных вод. Разработанные концепция и методика построения АСЭМ, а также многофункциональный измерительный модуль автоматической донной станции экологического контроля и ИИС определения способности водоемов к самоочищению внедрены в практику.

Проведенные исследования позволили сформулировать следующие основные результаты и выводы.

1. Сравнительный анализ современных средств сбора и обработки информации об экологическом состоянии поверхностных, грунтовых и сточных вод показал, что

• для контроля трансграничного переноса токсикантов по реке между субъектами федерации;

• для наблюдений за естественным составом и загрязнением поверхностных вод в пределах всей акватории;

• для контроля качества грунтовых вод, контроля качества воды на водозаборах и контроля сточных вод в местах их сброса уже разработан и имеется довольно широкий круг средств контроля и измерений.

Однако такие важнейшие в системе экомониторинга водных ресурсов проблемы, как

• непрерывный контроль, оперативное обнаружение сверхвысоких загрязнений водной среды в результате аварийных выбросов загрязняющих веществ и контроль развития ситуации;

• определение интенсивности осадконакопления, а также контроль способности водоема к самоочищению до настоящего времени не проработаны и не имеют соответствующего технического обеспечения.

Для оперативного обнаружения сверхвысоких загрязнений водной среды и определения интенсивности осадконакопления предложено выполнять относительные и дифференциальные измерения электропроводности воды с использованием распределенных датчиков удельного сопротивления, дающих информацию о J не в "точке", а в любом заданном и достаточно большом объеме воды с соответствующим усреднением. Такие измерения могут осуществляться с помощью многоэлектродных устройств, в которых цепи возбуждения электромагнитного поля отделены от измерительных цепей.

Для определения способности водоема к самоочищению предложено контролировать вертикальное изменение величины окислительно-восстановительного потенциала верхнего слоя донных осадков.

2. Проведенный теоретический анализ позволил доказать, что использование измерительных систем с распределенными в пространстве датчиками удельного сопротивления позволяет эффективно контролировать динамику факела сточных вод, вертикальную стратификацию загрязнений, проводить векторные измерения в зоне загрязнений, контролировать общий сток загрязненных вод, контролировать уровни донных осадков "в точке" и "на площади."

Для повышения метрологической надежности датчиков удельного сопротивления предложен способ устранения влияния загрязнения электродов на работу кондуктометрического преобразователя, заключающийся в выносе чувствительной зоны за пределы электродной системы.

Для анализа работы первичного преобразователя с вынесенной чувствительной зоной и связи его эксплуатационных характеристик с величинами, поддающимися регулированию, сформулированы принципы создания математических моделей первичного преобразователя и разработаны два типа моделей, показавшие принципиальную возможность создания кондуктометрических первичных преобразователей, инвариантных к загрязнениям электродной системы.

Для повышения чувствительности и коэффициента преобразования кондуктометрических датчиков были проанализированы вопросы оптимизации их конструкции.

Экспериментальные исследования разработанных устройств и систем подтвердили правильность основных теоретических положений.

3. Проведенный анализ состояния поверхностных, грунтовых и сточных вод Самарской области позволил сформулировать основные принципы, которыми необходимо руководствоваться для составления необходимого и достаточного перечня наиболее значимых для данного региона параметров и загрязнителей водной среды, подлежащих первоочередному контролю.

На основании этих принципов разработан необходимый и достаточный перечень контролируемых параметров для оценки состояния водных ресурсов Самарской области средствами АСЭМ: температура воды, рН, Eh, удельная электропроводность (УЭП), растворенный кислород, ионы нитритов, ионы нитратов, ионы аммония, ионы сульфатов, хлориды, фенолы, СПАВ, перманганатная окисляемость, БПК5, взвешенные вещества, цветность, жесткость, нефтепродукты, фосфор, железо, натрий, магний, марганец, цинк, медь, кадмий, ртуть, свинец, никель, кобальт, хром (шестивалентный).

Разработан перечень контролируемых параметров для оперативного автоматизированного контроля в АСЭМ.

4. Анализ накопленной информации, оценка организационной структуры наблюдений за состоянием водной экосистемы и учет имеющих место тенденций изменения экологической обстановки позволили сделать вывод о необходимости совершенствования системы мониторинга каскада волжских водохранилищ и их притоков в рамках единой системы экологического мониторинга Самарской области. Показано, что мониторинг водных ресурсов региона должен являться сопряженным, т.е. включать в себя систематические измерения и наблюдения всех сфер водной среды, от которых зависит качество воды в водоеме: физико-химических, гидрологических, а также биологических показателей. С этой точки зрения в составе системы мониторинга водных ресурсов должны быть предусмотрены, выделены и практически реализованы подсистемы мониторинга гидрометеорологических факторов, химического, микробиологического, гидробиологического, ихтиологического мониторингов.

5. На основании анализа целей мониторинга, а также с точки зрения скоростей протекания природных процессов, наблюдаемых в водоемах, - физических, химических и биологических - разработаны принципы определения периодичности измерений и контроля различных параметров экосистем средствами АСЭМ.

6. На основании разработанной системы критериев было показано, что из всего спектра методов анализа, которые можно использовать при проведении автоматизированного экомониторинга природных вод, наиболее универсальными являются электроаналитические методы (потенциометрия, кондуктометрия, вольтамперометрия). Среди аналитических методов детального анализа проб воды наиболее распространенными и поддающимися автоматизации являются хроматографиче-ский и спектроскопический.

7. Сформулированы группы приоритетов, которые необходимо учитывать при определении количества и территориального размещения информационно-аналитических центров региональной АСЭМ. Руководствуясь фактором достаточного охвата локальных зон при минимуме СИПов, показано, что СИПы поверхностных вод должны быть привязаны к хозяйственно-питьевым водозаборам, СИПы сточных вод - к выпускам сточных вод, СИПы подземных вод - к подземным водозаборам. Предложена оптимальная пространственная сеть постов АСЭМ по подсистемам поверхностных, подземных и сточных вод.

Показано, что расположение ЗИАЦов в крупных городах оправдано на первом этапе развертывания АСЭМ, так как использует элементы уже сложившейся системы экомониторинга. Однако современные средства телекоммуникаций усиливают тенденцию размещения ЗИАЦов не там, где удобно, а там, где это необходимо. Критерием такого расположения ЗИАЦов выступает время доставки проб воды с места контроля до кустового ЗИАЦ, обслуживающего данную зону области. Предложена методика оптимального (с точки зрения минимума времени доставки проб воды с СИПов определенной зоны) размещения ЗИАЦов на местности, основанная на технологиях АСНИ.

8. Проанализированы специфические особенности участка Саратовского водохранилища, находящегося в пределах Самарской области, как объекта для имитационного моделирования процессов переноса загрязняющих веществ. Обоснован вывод о необходимости разработки для каждого из возможных загрязнителей своей, особенной, модели его распространения по акватории водохранилища.

Разработана пространственная структура имитационной модели в виде ориентированного графа Г(Ф,ХР), где Ф - множество всех ячеек экосистемы, ¥ - отношение соседства ячеек. Разработаны схема функционирования модели, основанная на независимом протекании процессов преобразования во всех ячейках, и обобщенная имитационная модель, позволяющая проследить процессы переноса загрязняющих веществ в акватории Саратовского водохранилища.

Преимущества такой модели заключаются в том, что разбиение акватории водного объекта на ячейки может вестись с различной степенью детализации, учитывающей специфические гидрологические особенности отдельных ячеек. Возможности этой модели могут быть расширены аналитическим моделированием в пределах отдельной ячейки физических, химических и биологических процессов загрязнения и самоочищения вод.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Павловский, Василий Алексеевич, 2006 год

1. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Самарской области в 1998 году. Самара, 1999.

2. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии.-М.: Финансы и статистика, 1998,- 287 с.

3. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды.- М.: Недра, 1990.

4. Месарович М. Теория систем и биология. Точка зрения теоретика.- В сб.: Теория систем и биология.- М.: Мир, 1971.

5. Месарович М., Мако Д., Такахара М. Теория иерархических многоуровневых систем.- М.: Мир, 1973.-344 с.

6. Аппаратура в стандарте КАМАК: Справочник.-М.: ВИМИ, 1985.

7. Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных компь-ютеров.-М.: Наука, 1987.

8. Коллинз Г., Блэй Дж. Структурные методы разработки систем: От стратегического планирования до тестирования: Пер. с англ.-М.: Финансы и статистика, 1986.-264 с.

9. Мячев А.А., Степанов В.Н. Персональные ЭВМ и микро-ЭВМ: Основы организации: Справочник.-М.: Радио и связь, 1991.

10. Курковский А.П., Прицкер А.А.Б. Системы автоматизации в экологии и геофизике.- М.: Наука, 1995.- 238 с.

11. И.Давиденко К.Я. Технология проектирования АСУ ТП.- М.: Энергоатомиздат, 1986.

12. Системное проектирование интегрированных производственных комплексов / А.Н.Домарацкий, А.А.Лескин, В.М. Пономарев и др.-Л.: Машиностроение, 1986.

13. Виттих В.А., Цыбатов В.А. Оптимизация бортовых систем сбора и обработки данных.-М.: Наука, 1985.

14. Цветков В.Я. Информатизация: Создание современных информационных технологий.-Ч. 1. Структуры данных и технические средст-ва.-М.: ГКНТ, ВНТИЦентр, 1990.-118 с.

15. Цветков В.Я., Кирюхина И.Я. Применение экспертных систем в управлении непромышленными объектами.-М.: ГКНТ, ВНТИЦентр, 1991.-119 с.

16. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии.-М.: МИИГАиК, 1996.-112 с.

17. Формирование технических объектов на основе системного анализа / В.Е.Руднев, В.В.Володин, К.М.Лучанский и др.-М.: Машиностроение. 1991.-320 с.

18. Выставкин А.Н. Процесс исследования как объект автоматизации / Автоматизация экспериментальных исследований.- Горький: ИПФ АН СССР, 1985. С.4-46.

19. Ивахненко А.Г., Пека П.Ю., Востров Н.Н. Комбинированный метод моделирования водных и нефтяных полей.- Киев: Наук, думка,1984.

20. Курковский А.П. Имитационные модели и методы автоматизации в системах экологических исследований и мониторинга атмосферного воздуха / Сб. докл. междунар.семинара "Программное обеспечение АСНИ". Гливице, 1989.

21. Курковский А.П., Чеберкус В.И. Самоорганизация точечных моделей для прогнозирования содержания растворенного кислорода и взвешенных веществ в реке / Автоматика, 1979. №5.

22. Лавренчик В.Н. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов.-М.: Энергоатомиздат, 1986.

23. Мазур.И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология.- М.: Высшая школа, 1996.

24. Модели управления природными ресурсами / В.А.Батурин, В.И.Гурман, Э.Е.Дроздовский и др. Под ред. В.И.Гурмана.- М.: Наука, 1981.

25. Моисеев Н.Н., Свирежев Ю.М., Тарко A.M., Крапивин В.Ф. Системный анализ динамических процессов биосферы // Вести АН СССР, 1979, №1/2.

26. Парк Р. Экологическое моделирование и оценка экологического стресса // Всесторонний анализ окружающей природной среды: Тр. II Сов.-амер. Симпоз.-JI.: Гидрометеоиздат, 1975.

27. Eisner Н. Computer-aided systems engineering. EnglewoodCliffs (N.J): Prentice-Hall, 1987.

28. Гуляев Ю.В., Рогальский В.И., Крапивин В.Ф. Математическое моделирование природных объектов в глобальной космической системе экологического контроля за состоянием окружающей среды.-М., 1991. 31 с. (Препр./ИРЭ АН СССР, №553).

29. Последствия ядерной войны: физические и атмосферные эфек-ты: Пер.с англ./ Б.Питток, Т.Акормен, П.Кутцен и др.-М.: Мир, 1988.

30. Форрестер Дж. Мировая динамика.- М.: Наука, 1978.

31. Forrester J.W. Principles of systems. Cambrige. Massachussets; Wright Allen press, 1971.

32. Meadows D.H. et al. The limits of growth. N.Y.: Universe book, 1972.

33. Берланд M.E. Прогноз и регулирование загрязнения атмосфе-ры.-Л.: Гидрометеоиздат, 1985.

34. Смит Дж.М. Модели в экологии.- М.: Мир, 1976.

35. Air pollution modeling and its application. N.J.: Plenum press, 1985.

36. Бабер И.С., Белохвостиков Б.В., Гинсбург A.H. и др. Принципы построения и реализации иерархической системы для автоматизации гидроакустических экспериментов // Автоматизация экспериментальных исследований. Горький: ИПФ АН СССР, 1985.

37. Вельтищева Н.А. Методы моделирования промышленного загрязнения атмосферы. Обнинск: ВНИИ гидрометеорол.информ. 1975.

38. Имитационное моделирование системы "Водосбор-река-морской залив"/ Под ред. В.Крысановой и Х.Луйк. Таллин: Валгус, 1989.

39. Форрестер Дж. Динамика развития города.- М.: Прогресс, 1974.

40. Экологические системы: Адаптивная оценка и управление / Под ред. К.Х.Холинга.- М.: Мир, 1981.

41. Park R.A. A generalized model gor simulating lake ecosystems // Simulation. 1974. Aug. P.33-50.

42. Маклаков А.Ф., Снежинский В.А., Чернов Б.С. Океанографические приборы.- Л.: Гидрометеоиздат, 1975.-383 с.

43. Принципы построения технических средств исследования океана.- М.: Наука, 1982.-323 с.

44. Унгерман М.Н. Технические средства океанологического обеспечения промысла.- М.: Пищевая промышленность, 1981.-272 с.

45. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.-М.: Химия, 1984.

46. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / Под ред. А.Д.Семенова.- Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

47. Унифицированные методы анализа вод / Под ред. Ю.Ю.Лурье.-М.: Химия, 1973.

48. Новиков Ю.В., Ласточкина К.С. Методы исследования качества воды водоемов,- М.: Медицина, 1990.

49. Новиков Ю.В. Методы определения вредных веществ в воде.-М.: Медицина, 1981.

50. Ястребов B.C. Методы и технические средства океанологии.-Л.: Гидрометеоиздат, 1986.- 272 с.

51. Лукошков А.В. Техника исследования морского дна.- Л.: Судостроение, 1984.

52. Водогрецкий В.Е., Крестовский О.И., Соколов Б.Л. Экспедиционные гидрологические исследования.- Л.: Гидрометеоиздат, 1985.230 с.

53. Милн П. Подводные инженерные исследования.- Л.: Судостроение, 1984.-338 с.

54. Подводная технология / А.В.Коробков, В.С.Левин, А.В.Лу-кошков, П.П.Серебреницкий.- Л.: Судостроение. 1981.-238 с.

55. Проблемы исследования и освоения мирового океана / Под ред. А.И.Вознесенского.-Л.: Судостроение, 1979.-406 с.

56. Задков В.Н., Пономарев Ю.В. Компьютер в эксперименте: Архитектура и программные средства систем автоматизации.- М.: Наука, 1988.

57. Клир Дж. Системология: Автоматизация решения системных задач: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1990.

58. Системное проектирование интегрированных производственных комплексов / А.Н.Домарацкий, А.А.Лескин, В.М.Пономарев и др.-Л.: Машиностроение, 1986.

59. Klir G.J. Applied general systems research. N.Y.: Plenum press, 1978.

60. Oren T.I., Zeigle B.P., Elzas M.S. Simulation and model based methodologies. N.Y.: Springer, 1983.

61. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем.- М.: Высшая школа, 1998.-320 с.

62. Обзор состояния загрязнения поверхностных вод на территории деятельности Приволжского УГМС за 1995 год.- Самара, 1996.

63. Обзор состояния загрязнения поверхностных вод на территории деятельности Приволжского УГМС за 1996 год.- Самара, 1997.

64. Обзор состояния загрязнения поверхностных вод на территории деятельности Приволжского УГМС за 1997 год.- Самара, 1998.

65. Обзор состояния загрязнения поверхностных вод на территории деятельности Приволжского УГМС за 1998 год.- Самара, 1999.

66. Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3.-JL: Гидрометеоиздат, 1985.

67. Руководство по химическому анализу поверхностных вод су-ши.-Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

68. Унифицированные методы мониторинга фонового загрязнения природной среды / Под ред. Ф.Я.Ровинского.- М.: Гидрометеоиздат, 1986.

69. Международный стандарт ISO 95626 1989 (Е) Качество воды -определение абсорбируемых органических галогенов (АОХ).

70. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / Под ред. В.А.Абакумова.- С-т Перербург, Гидрометеоиздат, 1992.

71. ГОСТ 18963-73. Вода питьевая. Методы санитарно-бактерио-логического анализа.- М., 1974.

72. Побережный Е.С. Байкальские эндемичные моллюски как объект гидробиологического мониторинга // Диссертация на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. Иркутск, 1989.

73. Правдин И.Ф. Руководство по изучению рыб.- М. 1966.

74. Быховская-Павловская И.Е. Паразитологическое исследование рыб.-Л.1969.

75. Определитель паразитов пресноводных рыб СССР.- М.: Изд. АН СССР, 1962.

76. Определитель паразитов пресноводных рыб / Под ред. О.Н.Бауер.-Л., т.1,1984; т.2,1985; т.3.1987.

77. Лабораторные методы исследования в клинике: Справочник / Под ред. В.В.Меншикова.-М.: Медицина, 1987.

78. Лабораторные исследования в ветеринарии: Справочник / Под ред. В.И Антонова.-М.: Агропромиздат, 1991.

79. Методическое руководство по биотестированию воды. РД118-03-90.- Утв.Минприроды СССР 17.08.90 (за №97).

80. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-анали-тический мониторинг супертоксикантов.-М.: Химия, 1996.-319 с.

81. Кузьмин Н.М., Нейман Е.Я., Попов АЛЛ Системы эколого-аналитического контроля в действии.-М.: 1994.

82. Байерман К. Определение следовых количеств органических веществ.-М.: Мир, 1987.- 429 с.

83. Кальвода Р. Зыка Я., Штулик К. и др. Электроаналитические методы в контроле окружающей среды.-М.: Химия, 1990. 240 с.

84. Хмельницкий Р.А., Бродский Е.С. Масс-спектрометрия загрязнений окружающей среды.-М.: Химия, 1990.-184 с.

85. Будников Г.К., Майстренко В.Н., Муринов Ю.И. Вольтампе-рометрия с модифицированными и ультрамикроэлектродами.-М.: Наука, 1994.-239 с.

86. Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде. Справочное издание / Под ред. М.А. Клисенко.-М.: Колос, 1992.-567 с.

87. Буйташ П., Кузьмин Н.М., Лейстнер Л. Обеспечение качества результатов химического анализа.-М.: Наука, 1993.-167 с.

88. Шаевич А.Б. Аналитическая служба как система.-М.: Химия, 1987.-184 с.

89. Ровинский Ф.Я., Воронова Л.Д., Афанасьев М.И. и др. Фоновый мониторинг загрязнения экосистем суши хлорорганическими со-единениями.-Л.: Гидрометеоиздат, 1990.-270 с.

90. Система аккредитации аналитических лабораторий (центров) / Метрология, 1993. №6.

91. Пиментел Дж., Кунрод Дж. Возможности химии сегодня и зав-тра.-М.: Мир, 1992.-288 с.

92. Сборник санитарно-гигиенических нормативов и методов контроля вредных веществ в объектах окружающей среды.-М.: Центр экологических проблем. 1991.-370 с.

93. Карякин А.В., Грибовская И.Ф. Методы оптической спектроскопии и люминесценции в анализе природных и сточных вод.-М.: Химия, 1987.-304 с.

94. Карасек Ф., Клемент Р. Введение в хромато-масс-спектро-метрию: Пер. с англ.-М.: Мир, 1993.-237 с.

95. Карякин А.В., Грибовская И.Ф. Эмиссионный спектральный анализ объектов биосферы.-М.: Химия, 1979.-207 с.

96. Вайнфорднер Дж. Спектроскопические методы определения следов элементов: Пер. с англ.-М.: Мир, 1979.-494 с.

97. Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов.-М.: Медицина, 1990.-400 с.

98. Брицке М.Э. Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ.-М.: Химия, 1982.-224 с.

99. Головина А.П., Левшин Л.В. Химический люминесцентный анализ неорганических веществ.-М.: Химия, 1978.-246 с.

100. Теплицкая Т.А. Квазилинейчатые спектры люминесценции как метод исследования сложных природных органических смесей.-М.: Изд. МГУ, 1971.-71 с.

101. Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов.-Л.: Гидрометеоиздат, 1988.-223 с.

102. Алексеева Т.А., Теплицкая Т.А. Спектрофлуориметрический метод анализа ароматических углеводородов в природных и техногенных средах.-Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-214 с.

103. Вершинин В.И., Смирнов Ю.Н. // Химический анализ объектов окружающей среды. Новосибирск: Наука, 1991.

104. Высокоэффективная газовая хроматография: Пер. с англ. / Под ред. К.Хайвера.-М.: Мир, 1993.-288 с.

105. Киселев А.В. Адсорбционная газовая и жидкостная хромато-графия.-М.: Химия, 1979.-287 с.

106. Никаноров A.M., Жулидов А.В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах.-Л.: Гидрометеоиздат. 1991.-312 с.

107. Васильев В.П. Теоретические основы физико-химических методов анализа.-М.: Высшая школа, 1979.-184 с.

108. Первичные измерительные преобразователи океанографических параметров / Г.В.Смирнов, С.А.Лавров, М.Е.Рабинович, А.С.Свет-личный.-Владивосток: Изд. Дальневост.ун-та, 1990.-296 с.

109. Степанюк И.А. Океанологические измерительные преобразо-ватели.-Л.: Гидрометеоиздат, 1986.-270 с.

110. Лурье Ю.Ю., Рыбникова Л.И. Химический анализ производственных сточных вод.-М.: Химия, 1974.

111. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды / Под ред. А.П.Кульского, 1980.

112. Мигдли Д., Торренс К. Потенциометрический анализ воды.-М.: Мир, 1980.

113. СЭВ: Унифицированные методы исследования качества вод. ч.1, т.2,1983.

114. Дмитриев М.Т. Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде.-М.: Медицина, 1989.

115. Правила охраны поверхностных вод.-М.: Минэкология, 1991.

116. Хромешкин В.М. О выделении водных масс в озере Байкал по данным измерений удельной электропроводности // Водные ресурсы, 1986, №2. С.181-184.

117. Токарев В.Г., Трибрат И.Н. Прогнозирование экологических процессов.-Новосибирск: Наука, 1986.

118. Камшилов М.М. Экологические аспекты загрязнения водных объектов и принципиальные пути борьбы с ним // Гидробиологический журнал, 1979, Т.15,№31. С.3-10.

119. Алимов А.Ф. Основные положения теории функционирования водных экосистем // Гидробиологический журнал, 1990, т.26, №6. С.3-12.

120. Екимов А.В., Ревяков М.И. Надежность средств электроизмерительной техники.-Л.: Энергоатомиздат, 1986.

121. Надежность технических систем: Справочник / Под ред. И.А.Ушакова.-М.: Радио и связь, 1985.

122. Львович Г.А., Хавкин В.Е. Самодиагностирование и самовосстановление микропроцессорных систем.-М.: Радио и связь, 1985.

123. Коваленко А.Е., Гула В.В. Отказоустойчивые микропроцессорные системы.-Киев: Техника, 1986.-150 с.

124. Екимов А.В., Хаскин А.Н. Надежность программного обеспечения измерительно-вычислительных систем.-М.: Энергоатомиздат, 1987.

125. Бромберг Э.М., Куликовский K.JI. Тестовые методы повышения точности измерений.-М.: Энергия, 1978.-176 с.

126. Туз Ю.М. Структурные методы повышения точности измерительных устройств.-Киев.: Высшая школа, 1976.-255 с.

127. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости.-JI.: Энергоиздат, 1981.-288 с.

128. Зимин Е.Ф., Кочанов Э.С. Измерение параметров электрических и магнитных полей в проводящих средах.-М.: Энергоатомиздат, 1985.-256 с.

129. Новиков Ю.В., Карпенко Д.Г. Аппаратура локальных сетей.-М.: ЭКОМ, 1998.-286 с.

130. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения.-М.: ЭКОМ, 1997.-222 с.

131. Построение сетей ЭВМ: Пер. с япон./ Като М., Иимура Д., То-коро М., Тома Е.-М.: Мир, 1988.-307 с.

132. Ламекин В.Ф. Модемная связь.-М : Зевс, 1997.-190 с.

133. Зельднер Г.А. и др. Компьютер на связи (факс-модемы, модемы, глобальные сети, E-mail, ВВС), ABF.-M., 1996.

134. Котович Г.Н., Ламекин В.Ф. Объектовая связь.-М.: Радио и связь, 1992.

135. Модемы для телефонных каналов. ТЭК.-М.: Эко-Трэндз, 1993.

136. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы.-М.: Финансы и статистика, 1998.-368 с.

137. Лазарев В.Г. Интеллектуальные цифровые сети.-М.: Финансы и статистика, 1998.-224 с.

138. Региональная автоматизированная система экологического мониторинга водной среды. Концепция и целевые комплексные про-граммы.-Самара. 1994.

139. Дружинин Н.И., Шишкин А.И. Математическое моделирование и прогнозирование загрязнения поверхностных вод суши.-М., 1989.

140. Вознесенский Г.Ф. Методы математического моделирования загрязнения речной воды (обзор) / Миграция веществ антропогенного происхождения в речных бассейнах и моделирование качества воды/ М.: Гидрометеоиздат, 1979.

141. Математические модели контроля загрязнений воды / Под ред. Д.Джеймса.-М., 1981.

142. Ткалич П.В. Численное моделирование распространения растворенной примеси в водоемах / Системный анализ и методы математического моделирования в экологии.-Киев, 1990.

143. Железняк М.И. Математические модели миграции радионуклидов в каскаде водохранилищ / Системный анализ и методы математического моделирования в экологии.-Киев, 1990.

144. Балансовая модель загрязнения р.Москвы //Метеорология и гидрология, 1976, №11. С.55-59.

145. Теория систем в приложении к проблемам защиты окружающей среды / Под ред. Д.Сэрджио.-М., 1981.

146. Некоторые принципы экологического моделирования водоемов / Экологические модели малых рек и водоемов.-М., 1985.

147. Меншуткин В.В. Имитационное моделирование водных экологических систем.-СПб.: Наука, 1993.-160 с.

148. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ.-М.: Радио и связь, 1988.-232 с.

149. Цвиркун А.Д., Акинфиев В.К., Филиппов В.А. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем: (Оптимизационно-имитационный подход). М.: Наука, 1985.

150. Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМII: Пер. с англ. М.: Мир, 1987.

151. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем: Пер. с англ. М.: Мир, 1973.

152. Древе Ю.В., Золотарев В.В. Имитационное моделирование и его применение при проектировании автоматизированных систем управления. М.: МИФИ, 1981.

153. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. М.: Наука, 1977.

154. Марчук Г.И., Кочергин В.П., Саркисян А.С. Математические модели циркуляции в океане. Новосибирск, 1980.-285 с.

155. Павловский В.А., Матвеев Н.М., Прохорова Н.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях Самарской области // Экология и здоровье человека: Тезисы доклада всероссийской конференции. -Самара, 1994.-С. 111-112.

156. Павловский В.А., Краснощекое Г.Л. Содержание пестицидов и нитратов в сельскохозяйственной продукции //Экологическая ситуация в Самарской области: состояние и прогноз Ин-т экологии Волжского бассейна РАН. -Тольятти, 1994. -С.231-236.

157. Павловский В.А., Матвеев Н.М., Прохорова Н.В., Левенец

158. Павловский В.А., Матвеев Н.М., Прохорова Н.В., Никитин

159. C.И. Тяжелые металлы в некоторых сельскохозяйственных растениях Самарской области // Вопросы экологии и охраны природы в лесостепной и степной зонах: Межвед. сб. научных трудов. -Самара, СГУ, 1995. -С. 122-127.

160. Павловский В.А., Березин В.А., Карасев В.П., Цыкало В.А. Региональная автоматизированная система экологического мониторинга // Устойчивое развитие в России. Конструктивные предложения. -Тольятти: ИЭВБ РАН, 1995. С. 64-67.

161. Павловский В.А. Мифологическая модель автоматизированной системы экологического мониторинга региона // Информационно-измерительные системы: Сб. научн. трудов Поволжского регионального научно-технического центра МА РФ. Самара, 1995,- С.71-79.

162. Павловский В.А., Ланге П.К. Интеграция технологий автоматизированных информационных систем при построении автоматизированной системы экомониторинга // Труды Поволжского отделения метрологической академии РФ. Пенза, 1996. - С.31-43.

163. Павловский В.А., Розенберг Г.С. Оценка качества биоиндикаторов // Экологическое состояние реки Чапаевка в условиях антропогенного воздействия (биологическая индикация). Тольятти: ИЭВБ РАН, 1996. - С. 317-324.

164. Павловский В.А. Системотехническое проектирование и программное обеспечение измерительных систем в экологии // Труды Поволжского отделения метрологической академии РФ. Пенза, 1996.-С.44-59.

165. Павловский В.А., Мельников Е.В. Способы реализации технических средств экологического мониторинга водной среды // Труды Поволжского отделения метрологической академии РФ. Пенза, 1996.-С.60-81.

166. Павловский В.А., Зинченко Т.Д. Современное состояние экосистем // Экологическое состояние реки Чапаевка в условиях антропогенного воздействия (биологическая индикация). Тольятти: ИЭВБ РАН, 1996.-С. 311-313.

167. Павловский В.А. Пространственно-временные масштабы экологических явлений и процессов // Информационно-измерительные системы: Сб. научн. трудов Поволжского регионального научно-технического центра МА РФ. Самара, 1997. - С.3-7.

168. Павловский В.А., Ланге П.К. Принципы построения мобильных лабораторий экологического контроля // Информационно-измерительные системы: Сб. научн. трудов Поволжского регионального научно-технического центра МА РФ. Самара, 1997. - С.8-15.

169. Павловский В.А., Мельников Е.В. Методы и средства экспресс-анализа загрязнений водной среды // Информационно-измерительные системы: Сб. научн. трудов Поволжского регионального научно-технического центра МА РФ. Самара, 1997. - С.16-25.

170. Павловский В.А., Татаренко Е.И. Перспективы использования кондуктометрических методов в системах экспресс-анализа загрязнений водной среды // Вестник СамГТУ. Серия "Технические науки". -Вып.5. Самара, 1997. - С.31-39.

171. Павловский В.А. Кондуктометрический контроль динамики загрязнений природных вод // Труды Поволжского отделения метрологической академии РФ. Пенза, 1997. - С.40-55.

172. Павловский В.А., Мельников Е.В. Оптимизация кондуктометрических измерительных преобразователей ИИС экспресс-анализа загрязнений водной среды // Труды Поволжского отделения метрологической академии РФ. Вып.6. - Пенза, 1997. - С.56-64.

173. Павловский В.А. Принципы разработки топологии территориального размещения элементов региональной АСЭМ // Деп. в ВИНИТИ 16.04.97 №129-В76.

174. Павловский В.А., Мельников Е.В. Топологическая оптимизация автоматизированной системы экомониторинга региона // Деп. в ВИНИТИ 27.07.97 №424-В76.

175. Павловский В.А. Проблемы создания человеко-машинных систем принятия решений в эколого-экономических системах // Информационно-измерительные системы: Сб. научн. трудов Поволжского регионального научно-технического центра МА РФ. Самара, 1998. -С.3-7.

176. Павловский В.А. Система сопряженного экологического мониторинга водной среды // Информационно-измерительные системы: Сб. научн. трудов Поволжского регионального научно-технического центра МА РФ. Самара, 1998. - С.8-15.

177. Павловский В.А. Автоматизированная система экологического мониторинга Самарской области // Вестник СамГТУ. Серия "Технические науки". Вып.5. - Самара, 1998. - С. 170-172.

178. Павловский В.А. Разработка концепции мониторинга загрязнений вод открытых внутренних водоемов // Труды Поволжского отделения метрологической академии РФ. Пенза, 1998. - С.24-29.

179. Павловский В.А. Обобщенная имитационная модель процессов переноса загрязняющих веществ в акватории Саратовского водохранилища. Труды Поволжского регионального научно- технического центра Метрологической академии РФ. Вып.6." Самара, 1998. С. 21-37.

180. Павловский В.А. Методы моделирования и прогнозирования загрязнений природных вод. Труды Поволжского регионального научно-технического центра Метрологической академии РФ. Вып.6. Самара, 1998.-С. 3-20.

181. Павловский В.А., Петровский А.В., Татаренко Е.И. Разработка и исследование кондуктометрических измерительных преобразователей с выносом и фокусировкой чувствительной зоны // Деп. в ВИНИТИ 17.03.99 №835-В99.

182. Павловский В.А., Татаренко Е.И. Разработка концепции ИИС мониторинга загрязнений вод открытых внутренних водоемов // Деп. в ВИНИТИ 17.03.99 №836-В99.

183. Павловский В.А., Татаренко Е.И. Измерительная система для определения способности водоемов к самоочищению // Биология беспозвоночных: Сб. научн. трудов. Самара: СГУ, 1999. - С.41-46.

184. Павловский В.А., Татаренко Е.И. Информационная сеть мониторинга загрязнений поверхностных вод // Информатика. Радиотехника. Связь: Сборник трудов ученых Поволжья. Самара: АТИ, 1999. -С.66-68.

185. Павловский В.А. Системные требования к ИИС контроля параметров водной среды. Тематический сборник научных трудов Поволжского регионального научно технического центра Метрологической академии РФ.Вып.9. Самара, 1999.-С.21-30.

186. Павловский В.А., Татаренко Е.И. Разработка топологии территориального размещения региональной АСЭМ. Тематический сборник научных трудов Поволжского регионального научно-технического центра Метрологической академии РФ. Вып.9. Самара, 1999. С. 1-14.

187. Павловский В.А. Методология топологической оптимизации АСЭМ. Тематический сборник научных трудов Поволжского регионального научно-технического центра Метрологической академии РФ. Вып.9. Самара, 1999.- С. 15-30.

188. Павловский В.А. Системы экологического мониторинга водных ресурсов. Монография. Самара, Изд-во Парус. 2000. 224 с.

189. Павловский В.А. Принципы построения обобщенной региональной системы экологического мониторинга водной среды. Вестник Самарского государственного технического университета. Серия "Технические науки". №24. Самара, 2004. С. 59-63.

190. Павловский B.A. Информационно измерительная система оперативного контроля параметров водной среды. Вестник Самарского государственного технического университета. Серия "Физико- математические науки" №32. Самара, 2005. - С. 68-72.

191. Павловский В.А. Информационно измерительная система пространственного контроля загрязнения водной среды. Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. Том 7. Самара, 2005.-С.115-119.

192. Павловский В.А. Моделирование процесса распространения загрязнений водной среды. Вестник Самарского государственного технического университета. Серия "Физико- математические науки" №34. Самара, 2005.-С. 178-181.